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La présente invention concerne un laser ~ longueurs d'onde d'émission multiples, autrement dit, un laser dans lequel l'émission s'effectue selon plusieurs longueurs d'onde.
On sait que dans un la~er de type courant, si le milieu actif est susceptible d'amplifier plusieurs longueurs d'onde différentes, lS~mission laser a toujours tendance à
s'effectuer au d~marrage selon la longueur d'onde présentant le gain maximal. Dans le cas où la raie d'émission correspondante est dite homogène, c'est-à-dire que l'~nergie de tout le milieu actif est susceptible d'etre drainée sur une seule valeur de longueur d'onde, l'~mission laser s'effectue sur la longueur d'onde où l'émission a démarré, même si le milieu actif est apte ~ amplifier d'autre~ raies.
On sait en outre qu'il est possible de sélectionner une raie d'émission, mais une seule, en introduisant dans la cavité un élément dispersif tel qu'un ré~eau ou un prisme.
Il est par ailleurs connu d'obtenir une émission laser à plusieurs longueurs d'onde en introduisant dan~ la cavité certains dispositifs notamment des étalons Fabry-Perot, aptes ~ diminuer le gain pour les raies à gain élev~ et de réaliser ainsi l'~galisation du gain sur plusieurs raies.
Cependant, il est pratiquement-très difficile d'obtenir une telle ~mission à plusieurs longueurs d'onde de façon reproductible, et cela par suite de la difficulté
d'obtenir et de maintenir un gain identique sur toutes les raies.
La présente invention se propose de rem~dier ~ de ~.
tels inconvénients.
Selon la présente invention, il est prévu un laser ~ :
longueur d'onde multiple, comportant : une cavité optique résonnante délimit~e par un x~flecteur sphérique et un ~
autre réflecteur, un milieu actif di5posé dan~ la cavité, ce :
1- ~
:
.
~L~`5~2~
milieu étant susceptible d'amplifier plusieurs longueurs d'onde diff~rentes, ce milieu actif ayant la forme d'un tronc de c8ne disposé longitudinalement dans la cavité, la grande base du tronc de cône étant opposée au réflecteur sphérique et des moyens dispersifs pour séparer les faisceaux laser oscillant dans la cavité selon leur incidence sur l'autre réflecteur délimitant la cavité, de fa~con ~ provo~uer la formation d'une pluralit~ de faisceaux laser émis par des portions distinctes du milieu actif, ces faisceaux ayant des longueurs d'onde différentes entre elles.
D'autres caractéristiques et avantages de llinvention ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple purement illustratif mais nullement limitatif, en référence aux dessins et schémas annexés dans lesquels la fi~ure 1 représente un laser à longueurs d'onde d~émission multiples selon l'invention, la figure 2 est une vue en perspective d'une pièce du laser illustr~ par la figure 1, la figure 3 représente une première variante du laser selon l'invention, la figure 4 représente une deuxième variante du laser selon l'invention, la figure 5 représente une troisième variante du laser selon l'invention et la figure 6 repr~sente une quatrième variante du laser selon l'invention.
En réf~rence aux figures 1 et 2, un laser à longueurs d'onde d'émission multiples conforme à l'invention comporte ~-une enceinte 1 renfermant le milieu actif. Cette enceinte présente dtune part une qection longitudinale sensiblement :
tronconique délimitée par une face avant 2 et une face arrière 3, et d'autre part une section transversale polygonale ou circulaire qui est rectangulaire dans l'exel~le décrit, comme illu~tré ~ la figure 2.
La cavité laser est définie par un miroir 4 cylindrique ou sph~rique en vis-à-vis de la face arrière 3 et par un ' '"' --2-- .
~ 5~Z~ I
~ I
réseau 5 en vis-à-vis de la face avant 2.
Il résulte d'une telle structure que l'~mis3ion laser, au sein du milieu actif 3e produit sous forme de plusieurs faisceau~ tels que Rl et R2 qui viennent en incidence sur le r~seau 5 selon de~ angles différents. En outre chacun desdits faisceaux n'exploite ~u'une partie du milieu actif, autre que celle exploitée par un autre faisceau : éventuellement, deux f,aisceaux peuvent exploiter une portion commune d'une partie du milieu actif, mais pas la totalit~.
Il en résulte que le r~seau assure une sélection de longueurs d~onde correspondant aux angle~ d'incidence diff~rent~ des faisceaux, et l'émission laser s'effectue donc selon plusieur~ raies simultanément, soit hl, h2 etc...! de telles longueurs d'onde étant bien entendu fonction d,e,la ~
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nature du milieu actif.
Conformément à la variante illustrée figure 3, le réseau 5 précédemment décrit est remplacé par un prisme 8 coopérant avec un miroir plan 9.
Dans la variante illustrée figure ll, on met en oeuvre un réseau 5, mais on dispose en vis-à-vis de la face arrière 3 de l'enceinte un miroir 10 semi-transparent cylindrique ou sphérique. De la sorte les divers faisoeaux R1 ou R2 sortent de la cavité parallelement entre eux et selon des longueurs dlonde h1, h2...h5 différentes entre elles.
Selon la variante illustrée figure 5, on met en oeuvre un réseau 5 et un miroir 11 à réflexion totale, cylindrique ou sphérique. De plus dans cette variante on dispose en vis-à-vis dudit réseau une lentille oorrectrice 12 apte à rendre parallèles les faisoeaux R1, R2... renvoyés par le réseau. Le~s faisceaux présentent également dans ce cas des longueurs d'ondes différentes. -Bien entendu, dans ce cas les faisceaux sont réfléchis dans l'ordre 0 du réseau.
Dans la variante illustrée figure 6 l'enceinte 1 présente une forme parallélépipédique ou cylindrique. En vis-à-vis de la face arrière 3 on dispose un miroir plan semi-transparer.t 13, tandis qu'une lentille correctrice 14 est disposée entre la face avant 2 et le réseau 5. De la sorte les divers faisceaux R1, R2, R3 venant en inoidence sur le réseau 5 selon divers angles, donnent des émissions de longueurs d'onde différentes h1, h2 h3-Bien entendu il est possible de sélectionner un certain nombre delongueurs d'ondes parmi celles qui sont émises. Il suffit pour caia de disposer un cache approprié, soit à l'intérieur, soit à l'extérieur de la oavité.
A titre d'exemple, dans le cas où le milieu actif est le ~az oarbonique il est possible dlémettre sur 80 raies~ et selon des longueurs d'onde comprises entre 9 et 11 microns.
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The present invention relates to a laser ~ lengths multiple emission wave, that is, a laser in which emission takes place at several wavelengths.
We know that in a common type, if the active medium is likely to amplify several lengths wave, lS ~ laser mission always tends to take place at start-up according to the wavelength presenting the maximum gain. In the case where the emission line corresponding is said to be homogeneous, that is to say that the ~ energy of all the active medium is likely to be drained on a single wavelength value, the ~ laser mission is performed on the wavelength where the broadcast started, even if the active medium is able to amplify other lines.
We also know that it is possible to select one emission line, but only one, by introducing into the cavity a dispersive element such as a re ~ water or a prism.
It is also known to obtain a broadcast laser at several wavelengths by introducing dan ~ the cavity certain devices including Fabry-Perot stallions, apt ~ decrease the gain for high gain lines ~ and thus achieve the gain equalization on several lines.
However, it is practically-very difficult to obtain such a mission at several wavelengths of reproducibly, and this because of the difficulty obtain and maintain an identical gain on all stripes.
The present invention proposes to rem ~ dier ~ of ~.
such disadvantages.
According to the present invention, a laser is provided:
multiple wavelength, comprising: an optical cavity resonant delimits ~ e by an x ~ spherical flector and a ~
another reflector, an active medium di5posed dan ~ the cavity, this:
1- ~
:
.
~ L ~ `5 ~ 2 ~
medium being likely to amplify several lengths of different waves, this active medium having the shape of a trunk of c8ne arranged longitudinally in the cavity, the large base of the truncated cone being opposite the spherical reflector and dispersive means for separating the laser beams oscillating in the cavity according to their incidence on the other reflector delimiting the cavity, fa ~ con ~ provo ~ uer la formation of a plurality of laser beams emitted by separate portions of the active medium, these beams having different wavelengths between them.
Other features and advantages of the invention emerge from the description which follows, given by way of example purely illustrative but in no way limiting, with reference to the accompanying drawings and diagrams in which the fi ~ ure 1 represents a laser with multiple emission wavelengths according to the invention, Figure 2 is a perspective view of a part of the laser illustrated by FIG. 1, FIG. 3 represents a first variant of the laser according to the invention, FIG. 4 represents a second variant of the laser according to the invention, FIG. 5 represents a third variant of the laser according to the invention and Figure 6 shows ~ feels fourth variant of the laser according to the invention.
With reference to FIGS. 1 and 2, a laser with lengths multiple emission wave according to the invention comprises ~ -an enclosure 1 containing the active medium. This enclosure on the one hand has a substantially longitudinal section:
frustoconical delimited by a front face 2 and a face rear 3, and on the other hand a cross section polygonal or circular which is rectangular in exel ~ the described, as illu ~ very ~ Figure 2.
The laser cavity is defined by a cylindrical mirror 4 or spherical vis-à-vis the rear face 3 and by a ''"' --2--.
~ 5 ~ Z ~ I
~ I
network 5 facing the front 2.
It results from such a structure that the ~ laser mis3ion, within the active medium 3rd product in the form of several beam ~ such as Rl and R2 which affect the network 5 according to different angles. In addition each of said beams only exploits part of the active medium, other than that operated by another beam: possibly, two fishes can exploit a common portion of a part of the active medium, but not all.
As a result, the network provides a selection of wavelengths corresponding to the angle of incidence diff ~ rent ~ of the beams, and the laser emission is therefore carried out according to several lines simultaneously, ie hl, h2 etc ...! of such wavelengths being of course a function d, e, the ~
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nature of the active medium.
According to the variant illustrated in FIG. 3, the network 5 previously described is replaced by a prism 8 cooperating with a mirror plan 9.
In the variant illustrated in FIG. 11, a network 5, but there are facing the rear face 3 of the enclosure a semi-transparent cylindrical or spherical mirror 10. So the various beams R1 or R2 exit from the cavity parallel to each other and according to dlonde h1, h2 ... h5 different lengths between them.
According to the variant illustrated in FIG. 5, a grating 5 and a mirror 11 with total reflection, cylindrical or spherical. Of more in this variant we have in front of said network a lens corrector 12 able to make the beams R1, R2 ... returned parallel through the network. The beams also have in this case different wavelengths. -Of course, in this case the beams are reflected in network order 0.
In the variant illustrated in Figure 6 the enclosure 1 has a parallelepiped or cylindrical shape. Opposite the rear panel 3 we have a semi-transparent plane mirror 13, while a lens corrector 14 is disposed between the front face 2 and the network 5. From the so the various beams R1, R2, R3 coming inoidence on the network 5 at various angles, give emissions of wavelengths different h1, h2 h3-Of course it is possible to select a certain number of wavelengths among those which are emitted. It is enough for caia to have an appropriate cover, either inside or outside the oavity.
For example, in the case where the active medium is ~ az oarbonique it is possible to send on 80 lines ~ and according to lengths waves between 9 and 11 microns.
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